Mi az a lítium-vas-foszfát akkumulátor?

A lítium-vas-foszfát akkumulátor egy lítium-ion akkumulátor, amelynek katódanyaga lítium-vas-foszfát (LiFePO4), katódanyaga pedig szén. Az egyetlen akkumulátor névleges feszültsége 3,2 V, a töltési feszültség pedig 3,6 V ~ 3,65 V.
A töltési folyamat során a lítium-vas-foszfát néhány lítium-ionja kiszabadul, és az elektrolitikus tömeg átkerül a katódra, és beágyazódik szén anyaggal. Ugyanakkor elektronok szabadulnak fel az anódról és érkeznek a külső áramkörből, hogy fenntartsák a kémiai reakció egyensúlyát. A kisülési folyamat során a lítium-ionok mágneses erő hatására kiszabadulnak, az elektrolitikus masszán keresztül érkeznek, egyidejűleg felszabadulnak, a külső áramkörbe jutnak, és energiát adnak kifelé.

Lítium vasA foszfát akkumulátor előnyei a magas üzemi feszültség, a nagy energiasűrűség, a hosszú élettartam, a jó biztonság, az alacsony önkisülési sebesség és a memória hiánya.
A kristályszerkezetben az oxigénatomok szorosan hat karakterben helyezkednek el. A PO43 tetraéder és a FeO6 alkotják a kristály térbeli vázát, a Li és a Fe az oktaéder rést, a P a tetraéder rést, ahol a Fe a ko szöghelyzetben, a Li pedig a kovariáns pozícióban. A FeO6 a kristály BC síkján, a LiO6 B tengely irányú oktaéderes szerkezete pedig láncszerkezetben kapcsolódik egymással. Egy FeO6, két LiO6 és egy PO43 tetraéder létezik együtt.

A FeO6 teljes hálózata nem folytonos, így nem tud vezetőképességet kialakítani. Másrészt a PO43 tetraéder korlátozza a rács térfogatváltozását, és befolyásolja a Li ablációját és diffúzióját, ami rendkívül alacsony elektronikus vezetőképességet és iondiffúziós hatékonyságot eredményez a katód anyagában.

Elméletileg az akkumulátor nagy kapacitású (kb. 170 mAh/g), a kisülési platform pedig 3,4 V. Li oda-vissza jár a töltés és a kisütés között. A töltés során oxidációs reakció megy végbe, és a Li kiszabadul. Az elektrolitikus anyag a katódba ágyazódik, és a vas Fe2-ről Fe3-ra alakul át, és oxidációs reakció következik be.

Melyek a lítium-vas-foszfát akkumulátor szerkezeti jellemzői?

A lítium-vas-foszfát akkumulátor bal oldala olivin anyagból készült, amelyet alumínium fólia köt össze az akkumulátorral. A jobb oldalon található a szénből (grafitból) álló akkumulátor katód, amelyet rézfólia és az akkumulátor katód köt össze. Középen az elválasztott polimer membránja található. A lítium átjuthat a membránon, nem a membránon. Az akkumulátor belseje elektrolitikus anyaggal van feltöltve, az akkumulátort fémhéjjal zárják le.

Mi az akkumulátor töltés és kisütés elve?

A lítium-vas-foszfát akkumulátor töltéskisülési reakciója a LiFePo4 és a FePO4 között megy végbe. A töltés során a lítiumból levált ionok FePO4-et képeznek, kisütéskor a lítium ionok beágyazódnak FePO4-be, így LiFePo4 keletkezik.

Amikor az akkumulátor fel van töltve, a lítium-ionok a lítium-vas-foszfát kristályból a kristály felületére mozognak, elektromos térerő hatására belépnek az elektrolitikus anyagba, áthaladnak a membránon, majd az elektroliton keresztül a grafitkristály felületére kerülnek, majd beágyazzuk a grafitrácsba. Másrészt a rézfólia kollektor a vezetőn keresztül az alumíniumfólia gyűjtőhöz, a fülön, az akkumulátoroszlopon, a külső áramkörön, a fülön keresztül az akkumulátor katódjához, a vezetőn keresztül pedig a grafit katódhoz áramlik. A katód töltésegyenlege. Miután a lítium-ionokat a lítium-vas-foszfátról leválasztották, a lítium-vas-foszfát vas-foszfáttá alakul.